灵活阵列成员的真正好处是什么？

Question

在阅读了一些与柔性阵列成员相关的帖子后,我仍然不完全理解为什么我们需要这样的功能.

可能重复:
C中的灵活数组成员 - 不好？
这是C中的Flexible Array Struct成员吗？

(如果我没有从上面可能的重复问题中解决我的问题,请怪我)

以下两个实现之间的真正区别是什么:

struct h1 {
    size_t len;
    unsigned char *data;
};

struct h2 {
    size_t len;
    unsigned char data[];
};

我知道h2的大小就好像省略了灵活的数组成员(数据),即sizeof(h2) == sizeof(size_t).而且我也知道灵活的数组成员只能作为结构的最后一个元素出现,因此原始实现在位置上可以更灵活data.

我真正的问题是为什么C99添加此功能？仅仅因为sizeof(h2)不包含实际大小的数据？我相信我必须错过这个功能的一些更重要的观点.请指出给我.

Answer 1

你帖子中的两个结构根本没有相同的结构.h1有一个整数和一个指向char的指针.h2有一个整数和一个内联字符数组(在运行时确定的元素数,可能没有).

换句话说,h2字符数据在结构内部.在h1它必须之外的某处.

这有很大的不同.例如,如果您使用,则h1需要注意分配/释放有效负载(除了结构本身).有了h2,只需要一个分配/免费,所有东西都打包在一起.

使用h2可能有意义的一种情况是,如果您正在与期望以对形式发送消息的内容进行通信{length,data}.您h2通过请求sizeof(h2)+how many payload chars you want,填充它来分配一个实例,然后您可以将整个事件转移到一个单独的write(关注endianess等当然).如果你曾经使用过h1,你需要两次write调用(除非你想发送数据的内存地址,这通常没有任何意义).

所以这个功能存在是因为它很方便.以及之前用于模拟此功能的各种(有时是非便携式)技巧.将其添加到标准是有道理的.

Answer 2

委员会引入灵活数组成员的主要原因是实现着名的struct hack.请参阅C99基本原理的以下引用,特别是我添加重点的部分.

国际标准的基本原理 - 编程语言 - C§6.7.2.1结构和联合说明符

有一个常见的习语称为"struct hack",用于创建包含可变大小数组的结构:

struct s
{
int n_items;
/* possibly other fields */
int items[1];
};

struct s *p;
size_t n, i;
/* code that sets n omitted */
p = malloc(sizeof(struct s) + (n - 1) * sizeof(int));
/* code to check for failure omitted */
p->n_items = n;
/* example usage */
for (i = 0; i < p->n_items; i++)
    p->items[i] = i;

这种结构的有效性一直是值得怀疑的.在对一份缺陷报告的答复中,委员会认为它是未定义的行为,因为该阵列p->items 只包含一个项目,无论该空间是否存在.建议使用另一种结构:使数组大小大于最大可能情况(例如,使用int items[INT_MAX];),但由于其他原因,此方法也未定义.

委员会认为,虽然没有办法在C89中实施"结构黑客",但它仍然是一个有用的设施.因此,引入了"柔性阵列成员"的新特征.除了空方括号,并去除的“-1”在malloc打电话,这以同样的方式与结构黑客使用,但现在已经明确有效的代码.

灵活的阵列成员有一些限制,可确保使用它们的代码有意义.例如,必须至少有一个其他成员,并且灵活数组必须最后出现.类似地,包含灵活数组的结构不能出现在其他结构或数组中.最后,sizeof应用于结构会忽略数组,但会在它之前计算任何填充.这使得malloc呼叫尽可能简​​单.